内容正文:
化学upupup 高三复习《回归教材——实验速查》
高考化学教材实验速查:考点梳理+易错警示
一、硫
1. SO2与水反应
2. SO2的品红溶液
3. 浓硫酸与蔗糖反应
4. Cu与浓硫酸在加热条件下反应
5. SO42-的检验
6. 用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子【实验活动4】
7. 不同价态含硫物质的转化【实验活动5】
二、氮及其化合物
1. 一氧化氮与水的反应
2. NH3的喷泉实验
3. 铵盐与碱反应检验NH4+【实验5-7】
4. 氨水与可挥发性酸反应
5. 铜与浓、稀硝酸的反应【实验5-8】
6. 氨气的制备
三、化学反应与能量
1. 镁与盐酸反应(放热反应)【实验6-1】
2. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应(吸热反应)【实验6-2】
3. 锌铜原电池(含实验活动6:化学能转化为电能、简易电池设计与制作)
4. 化学反应速率的影响因素(浓度、温度、催化剂)【实验活动7】
四、有机化合物
1. 甲烷与氯气的取代反应【实验7-1】
2. 乙烯的氧化反应(燃烧、被KMnO4氧化)【实验7-2】
3. 乙烯与溴的四氯化碳溶液(加成反应)【实验7-3】
4. 钠与乙醇的反应【实验7-4】
5. 乙醇的催化氧化【实验7-5】
6. 乙酸乙酯的制备(酯化反应)【实验7-6】
7. 葡萄糖的特征反应(新制Cu(OH)2、银镜反应)【实验7-7】
8. 淀粉的检验与水解【实验7-8】
9. 蛋白质的性质【实验7-9】
10. 乙醇、乙酸的主要性质(合并7-4/7-5/7-6简要)【实验活动9】
必修二
一、硫
1、SO2与水反应
实验目的
观察SO2的溶解性;认识SO2作为酸性氧化物与水的可逆反应
实验步骤
把充满SO2、塞有橡胶塞的试管倒立在水中,在水面下打开橡胶塞,观察试管内液面的上升。待液面高度不再明显变化时,在水下用橡胶塞塞紧试管口,取出试管,用pH试纸测定溶液的酸碱度。
实验现象
试管内液面上升(SO2易溶于水,通常1体积水约溶解40体积SO2);所得溶液显酸性(pH<7)。
实验结论
SO2是酸性氧化物,溶于水生成亚硫酸,该反应为可逆反应。
方程式
SO2 + H2O ⇌ H2SO3(亚硫酸不稳定,同时分解)
SO2还能被O2氧化:2SO2 + O2 2SO3;SO3 + H2O = H2SO4。
SO2与H2S反应:SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O,既具氧化性又具还原性。
易错警示
①SO2与水的反应是可逆反应(⇌),正、逆反应在同一条件下同时进行;
②用pH试纸测pH时不能先润湿;
③SO2有毒且有刺激性,相关实验应在通风处进行;
④SO2是食品添加剂但有最大使用量(如葡萄酒≤0.25 g/L),残留超标有害。
2、SO2的品红溶液
实验目的
认识SO2的漂白原理——与某些有色物质生成不稳定的无色物质
实验步骤
用试管取2 mLSO2溶液,滴入1~2滴品红溶液,振荡,观察颜色变化;然后加热试管(注意通风),再观察变化。
实验现象
滴入品红后溶液褪色(由红变无色);加热后溶液恢复红色(无色物质分解,SO2逸出)。
实验结论
SO2能与某些有色物质结合生成不稳定的无色物质,该无色物质易分解而使颜色恢复,故SO2的漂白是可逆的、非永久性的。
易错警示
①SO2的漂白是与有机色素结合,不同于HClO的氧化漂白(永久);
②加热后恢复原色是其特征;
③SO2漂白不能使石蕊等指示剂褪色(只使品红等某些有色物质褪色);
④实验须通风,SO2有毒;
⑤SO2还可用于杀菌消毒,是一种食品添加剂。
3、浓硫酸与蔗糖反应
实验目的
探究浓硫酸的强氧化性;认识浓硫酸与蔗糖的反应。
实验步骤
取蔗糖于烧杯中,加少量水搅拌,沿烧杯内壁注入浓硫酸,边搅拌,观察现象。
实验现象
蔗糖变黑,体积膨胀,变成疏松多孔的海绵状的炭,并放出有刺激性气味的气体。
实验结论
浓硫酸具有吸水性、脱水性、强氧化性。
方程式
2H2SO4(浓)+CCO2↑+2SO2↑+2H2O
易错警示
①浓硫酸吸水性与脱水性的区别在于物质本身是否存在水分子;
②pH试纸遇浓硫酸变黑;
③利用浓硫酸的吸水性,常用浓硫酸作干燥剂,浓硫酸不能用来干燥碱性气体(如NH3)和强还原性气体(如HBr、HI、H2S)。
4、Cu与浓硫酸在加热条件下反应。
实验目的
探究浓硫酸的强氧化性;认识Cu与浓硫酸在加热条件下的反应。
实验步骤
在带导管的橡胶塞侧面嵌入卷成螺旋状的铜丝;试管中加入2 mL浓硫酸,使铜丝与浓硫酸接触并加热,将产生的气体通入品红溶液,观察现象;向外拉铜丝终止反应;冷却后将试管内物质慢慢倒入盛有少量水的另一试管,观察溶液颜色。
实验装置
实验现象
加热后产生能使品红溶液褪色的气体(SO2);铜丝表面先变黑后又溶解;将反应后溶液倒入水中得蓝色溶液(CuSO4)。
实验结论
加热条件下,浓硫酸氧化铜生成硫酸铜、SO2和水,体现强氧化性。
方程式
2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O
易错警示
①浓硫酸具强腐蚀性,须做好安全防护;
②反应需加热且生成SO2,应在通风处进行;
③将反应液“慢慢倒入水中”观察CuSO4颜色,不可将水倒入热浓硫酸(防暴沸伤人);
④稀硫酸无此强氧化性,与Cu不反应。
5、SO42-的检验
实验目的
掌握SO42-的检验方法,学会排除CO32-等干扰。
实验步骤
在三支试管中分别加入少量稀硫酸、Na2SO4溶液和Na2CO3溶液,各滴入几滴BaCl2溶液,观察现象;再分别加入少量稀盐酸,振荡,观察现象。
实验现象
三支试管均生成白色沉淀;加入稀盐酸后,稀硫酸、Na2SO4中的沉淀不溶解,Na2CO3中的沉淀溶解并产生气体。
实验结论
SO42-与Ba2+生成不溶于稀盐酸的白色BaSO4沉淀,可据此检验SO42-;CO32-与Ba2+生成的BaCO3可溶于稀盐酸。
易错警示
①检验SO42-应先加稀盐酸酸化(排除CO32-、SO32-、Ag+等干扰),再加BaCl2;
②可溶性钡盐(BaCl2、Ba(OH)2)及BaCO3有毒,须防护与无害化处理;
③Ag+也会与Cl-生成不溶物,故先加酸若无沉淀再加BaCl2更可靠。
6、用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子【实验活动4】
实验目的
用化学沉淀法去除粗盐中的Ca2+、Mg2+和SO42-;熟练掌握溶解、过滤、蒸发等操作。
实验步骤
①称5.0 g粗盐加20 mL水溶解;
②滴加过量BaCl2溶液除SO42-(静置后向上层清液再滴BaCl2检验沉淀完全);
③滴加过量NaOH除Mg2+,再滴加过量饱和Na2CO3除Ca2+和过量Ba2+;
④过滤;
⑤向滤液滴加盐酸至中性/微酸性(无气泡);
⑥蒸发至较多固体时停火,余热蒸干;
⑦冷却得精盐。
实验现象
依次生成BaSO4、Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3等白色沉淀;过滤得清液;加盐酸产生气泡(CO32-+H+);蒸发得白色精盐。
实验结论
通过沉淀剂依次除去杂质离子,顺序为BaCl2→NaOH→Na2CO3,最后用盐酸除去过量OH-和CO32-。
易错警示
①BaCl2、Na2CO3、NaOH均须略过量以保证除尽杂质;
②Na2CO3必须在BaCl2之后加入,否则过量Ba2+无法除去;
③过滤必须在加盐酸之前(除去沉淀),加盐酸不能提前(否则沉淀溶解);
④盐酸调至中性/微酸性即可。
7、不同价态含硫物质的转化【实验活动5】
实验目的
应用氧化还原反应原理实现不同价态含硫物质(S:−2、0、+4、+6)的转化。
实验步骤
①两支试管各加1 mL Na2S溶液,分别滴加H2SO3溶液、酸性KMnO4溶液,用NaOH棉团塞口,观察;
②连接装置,向试管加1 mL浓硫酸和铜片,加热,观察;
③将0.5 g硫粉和1.0 g铁粉混合堆成条状,用灼热玻璃棒引燃一端,观察。
实验现象
①Na2S + H2SO3:产生淡黄色硫沉淀(归中);Na2S + 酸性KMnO4:紫色褪去(S2-被氧化)。
②Cu + 浓H2SO4加热:产生SO2,溶液变蓝。
③Fe + S引燃:红热并生成黑色FeS。
实验结论
不同价态含硫物质可通过氧化还原反应相互转化:
方程式
Na2S + H2SO3 = Na2SO3 + S↓ + H2O;
5Na2S + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5S↓ + 2MnSO4 + K2SO4 + 3Na2SO4 + 3H2O;
Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2↑ + 2H2O;
Fe + S FeS
易错警示
①含硫转化常产生SO2等有毒气体,须通风、控制用量;
②用NaOH棉团吸收尾气;
③Fe与S反应生成FeS(Fe为+2价,区别于Fe与Cl2生成FeCl3)。
二、氮及其化合物
1、一氧化氮与水的反应
实验目的
通过注射器实验认识NO不溶于水、遇O2生成NO2、NO2溶于水生成HNO3和NO。
实验步骤
在50 mL注射器里充入20 mL NO,吸入5 mL水,封住管口,振荡,观察;打开弹簧夹,快速吸入10 mL空气后夹上,观察;振荡注射器,再观察。
实验装置
实验现象
充入NO时气体无色,水无明显变化;吸入空气后无色气体变为红棕色(生成NO2);振荡后红棕色逐渐变浅,气体体积减小(NO2溶于水)。
实验结论
常温下NO不溶于水、不与水反应,但易与O2化合生成红棕色NO2;NO2溶于水生成HNO3和NO。
方程式
2NO + O2 = 2NO2;3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
易错警示
①NO、NO2均为有毒气体,实验须通风;
②NO与O2常温即反应,故NO只能用排水法收集;
③工业利用3NO2+H2O制硝酸,为提高NO2转化率常通入过量O2并使气体循环吸收。
2、NH3的喷泉实验
实验目的
认识NH3极易溶于水的性质,理解喷泉实验原理
实验步骤
在干燥的圆底烧瓶里充满NH3,用带玻璃管和胶头滴管(预先吸入水)的橡胶塞塞紧瓶口;倒置烧瓶使玻璃管插入盛有水(预先滴少量酚酞)的烧杯中;打开弹簧夹,挤压胶头滴管使水进入烧瓶,观察现象。
实验现象
烧杯中的水由玻璃管喷入烧瓶,形成红色喷泉;烧瓶内液体变为红色。
实验结论
NH3极易溶于水(常温常压1体积水约溶700体积NH3),使烧瓶内压强骤降,外界大气压将水压入形成喷泉;氨水显弱碱性使酚酞变红。
方程式
NH3 + H2O ⇌ NH3·H2O ⇌ NH4+ + OH-
易错警示
①烧瓶必须干燥且充满NH3,否则喷泉不明显;
②NH3密度比空气小,用向下排空气法收集,验满用湿润红色石蕊试纸;
③多余NH3须吸收处理(如用稀H2SO4或水),防止污染空气。
3、铵盐与碱反应检验NH4+【实验5-7】
实验目的
掌握NH4+的检验方法——铵盐与强碱共热放出NH3。
实验步骤
向盛有少量NH4Cl、NH4NO3和(NH4)2SO4溶液的三支试管中分别加入NaOH溶液并加热(注意通风),用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口,观察现象。
实验现象
加热后试管口湿润的红色石蕊试纸变蓝,证明有NH3放出。
实验结论
铵盐与强碱共热放出NH3,可使湿润红色石蕊试纸变蓝,据此检验NH4+。
方程式
NH4+ + OH- NH3↑ + H2O
易错警示
①检验NH4+必须用“浓碱+加热”,并用湿润红色石蕊试纸(或蘸浓盐酸的玻璃棒产生白烟);
②NH3极易溶于水,试纸须湿润;
③铵盐受热也分解(如NH4Cl NH3↑+HCl↑),但检验以与碱反应放出NH3为准。
4、氨水与可挥发性酸反应
实验目的
氨水与可挥发性酸反应。
实验步骤
将分别蘸有浓氨水、浓盐酸的两支玻璃棒渐渐靠近,观察现象
实验现象
有大量白烟产生。。
实验结论
因为浓氨水挥发产生的氨与浓盐酸挥发产生的氯化氢在空气中相遇迅速反应生成氯化铵晶体小颗粒。
方程式
NH3·H2ONH3↑+H2O、NH3+HCl===NH4Cl
易错警示
①浓硝酸、浓盐酸等挥发性酸遇氨会产生白烟,利用这点可以检验浓氨水或氨的存在。
②硫酸、磷酸等难挥发性酸虽能与氨反应生成铵盐,但不会产生白烟。
③氨易跟酸反应生成盐,故不能用浓硫酸来干燥氨。
5、铜与浓、稀硝酸的反应【实验5-8】
实验目的
比较浓、稀硝酸与Cu反应的产物差异,认识硝酸的强氧化性。
实验步骤
在橡胶塞侧面嵌入卷成螺旋状的铜丝;向两支具支试管分别加入2 mL浓硝酸和稀硝酸,塞住试管口使铜丝与硝酸接触,观察并比较现象;向上拉铜丝终止反应。
实验装置
实验现象
浓硝酸:剧烈反应,铜丝溶解,产生红棕色气体(NO2),溶液变蓝绿色。稀硝酸:反应较慢,铜丝溶解,产生无色气体(NO,遇空气变红棕色),溶液变蓝。
实验结论
硝酸浓度不同,与Cu反应产物不同,均体现强氧化性。
方程式
Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
3Cu + 8HNO3(稀)= 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
易错警示
①浓硝酸见光/受热分解,应棕色瓶阴凉保存;
②常温下Fe、Al遇浓硝酸/浓硫酸钝化,可用其容器盛装;
③硝酸腐蚀性强且挥发,须通风防护;
④王水(浓硝酸:浓盐酸=1:3)可溶解Au、Pt。
6、氨气的制备
实验目的
用简易装置制备氨气。
实验装置
方程式
2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O
易错警示
①通常用碱石灰干燥氨气,不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥。
;
②收集氨气用向下排空气法(NH3的密度远小于空气,且常温下不与空气成分反应);
③多余的氨要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球)以避免污染空气;
④在尾气吸收时要防止倒吸,常采用的装置有:
⑤验满操作:将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝色(氨水显碱性)
⑥实验中棉花的作用是防止NH3与空气对流,提高NH3的纯度和收集速度,浸湿后可吸收多余的NH3防止污染空气。
三、化学反应与能量
1、镁与盐酸反应(放热反应)【实验6-1】
实验目的
通过温度变化认识化学反应中的放热现象。
实验步骤
在一支试管中加入2 mL 2 mol/L盐酸,用温度计测其温度;再向试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条,观察现象,并测量溶液温度变化。
实验现象
镁条表面产生大量气泡(H2),溶液温度明显升高。
实验结论
镁与盐酸反应放热,属于放热反应。
易错警示
①镁条须用砂纸打磨去氧化膜,否则反应慢;
②放热/吸热判断以“体系温度”变化为准,温度计读数升高为放热;
③该反应与电能转化无关,注意与6-3原电池区分。
2、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应(吸热反应)【实验6-2】
实验目的
认识吸热反应——反应吸收热量,使环境温度降低。
实验步骤
将20 g Ba(OH)2·8H2O晶体研细后与10 g NH4Cl晶体一起放入烧杯,烧杯放在滴有几滴水的木片上;用玻璃棒快速搅拌,闻到气味后迅速用玻璃片盖上,用手触摸杯壁下部,试着拿起烧杯,观察现象。
实验现象
混合物变为糊状,闻到刺激性氨味;烧杯壁温度降低,木片上的水结冰,可将烧杯与木片一起拿起。
实验结论
该反应吸收热量,属于吸热反应,使周围环境温度降低。
方程式
Ba(OH)2·8H2O + 2NH4Cl = BaCl2 + 2NH3↑ + 10H2O
易错警示
①反应物要研细、快速搅拌以保证充分接触;
②玻璃片盖住防止NH3扩散(NH3刺激、有毒);
③吸热反应也是化学反应(伴随化学键断裂与形成),并非“不发热”;
④NH3味刺激性,注意通风。
3、锌铜原电池(含实验活动6:化学能转化为电能、简易电池设计与制作)【实验6-3】
实验目的
认识原电池原理与构成要素,理解化学能直接转化为电能;能组装简单原电池(实验活动6与原电池类探究合并)。
实验步骤
(1)将锌片、铜片插入稀硫酸,观察;
(2)用导线连接锌片、铜片,观察前后变化;
(3)串联电流表,观察指针是否偏转。(实验活动6:更换石墨等电极材料、组装不同原电池比较能否产生电流。)
实验现象
锌片插入稀硫酸:锌片上有气泡;铜片上无气泡。导线连接后:铜片上有气泡产生。串联电流表:指针偏转,说明有电流通过。
实验结论
Zn比Cu活泼,失去电子被氧化,电子经导线流向Cu,H+在Cu表面得电子还原为H2,形成原电池将化学能转化为电能。
方程式
负极(Zn):Zn − 2e- = Zn2+;正极(Cu):2H+ + 2e- = H2↑;总反应:Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
易错警示
①原电池构成条件:活泼性不同的两电极、电解质溶液、闭合回路、自发的氧化还原反应;
②电子由负极(Zn)经外电路流向正极(Cu),电流方向相反;
③用石墨代替Cu也可作正极;
④“简易电池”须构成闭合回路,Fe可代替Zn作负极但正极须为不活泼电极。
4、化学反应速率的影响因素(浓度、温度、催化剂)【实验活动7】
实验目的
体验浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响(实验活动7)。
实验步骤
①浓度:两试管分别加2 mL、1 mL 0.1 mol/L Na2S2O3(后者补1 mL水),同时加2 mL 0.1 mol/L H2SO4,比较浑浊快慢;②温度:两试管各加2 mL Na2S2O3,分别置冷水、热水浴,同时加H2SO4比较;③催化剂:三试管各加2 mL 10% H2O2,分别加MnO2、FeCl3、不加,比较气泡快慢。
实验现象
①Na2S2O3浓度大的试管先出现浑浊;
②热水浴的先浑浊;
③加MnO2/FeCl3的H2O2气泡明显快于未加。
实验结论
其他条件相同时,反应物浓度越大、温度越高,反应速率越快;催化剂能显著加快反应速率。
方程式
Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑ + S↓ + H2O(生成的硫使溶液浑浊);
2H2O2 MnO2→ 2H2O + O2↑
易错警示
①比较反应速率须控制单一变量(只改变一个条件);
②Na2S2O3与H2SO4反应生成SO2有毒,注意通风;
③用“出现浑浊所需时间”比较快慢是定性/半定量方法;
④催化剂有选择性,MnO2、FeCl3对H2O2分解均有效。
四、有机化合物
1、甲烷与氯气的取代反应【实验7-1】
实验目的
认识甲烷在光照下与氯气的取代反应。
实验步骤
取两支试管,通过排饱和NaCl溶液各收集半试管CH4和半试管Cl2,固定;一支用铝箔套上避光,另一支放光亮处(勿日光直射);静置,比较现象。
实验装置
实验现象
避光试管无明显变化;光照试管内气体颜色逐渐变浅,试管壁出现油状液滴,试管内水面上升。
实验结论
光照下甲烷与氯气发生取代反应,H被Cl逐步取代,生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4及HCl;产物均不溶于水,油状液滴为液态氯代甲烷。
方程式
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl
CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl
易错警示
①反应需光照但不宜日光直射(防爆炸);
②用排饱和NaCl溶液收集以减少Cl2溶解;
③产物为混合物,HCl易溶于水使液面上升;
④取代反应与加成反应不同,是“某些原子或原子团被替代”。
2、乙烯的氧化反应(燃烧、被KMnO4氧化)【实验7-2】
实验目的
认识乙烯的氧化反应——燃烧与被酸性KMnO4氧化。
实验步骤
(1)点燃纯净的乙烯,观察燃烧时的现象;
(2)将乙烯通入酸性KMnO4溶液,观察现象。
实验现象
(1)乙烯燃烧,火焰明亮并伴有黑烟;
(2)酸性KMnO4溶液褪色。
实验结论
乙烯含碳碳双键,易被氧化。;乙烯可被酸性KMnO4等氧化剂氧化而使溶液褪色(常用于鉴别乙烯与甲烷)。
易错警示
①乙烯含C量高于甲烷,燃烧火焰明亮伴黑烟;
②酸性KMnO4褪色说明乙烯被氧化(双键被氧化断裂),不是加成;
③点燃乙烯前须验纯;
④该性质区别于烷烃(烷烃不与KMnO4反应)。
3、乙烯与溴的四氯化碳溶液(加成反应)【实验7-3】
实验目的
认识乙烯的加成反应——与Br2发生加成。
实验步骤
将乙烯通入盛有溴的四氯化碳溶液的试管,观察现象。
实验现象
溴的四氯化碳溶液褪色(红棕色消失),生成无色1,2-二溴乙烷液体。
实验结论
乙烯双键中一个键断裂,两个Br原子加在双键两端碳原子上,发生加成反应。
方程式
CH2=CH2 + Br2 → CH2Br−CH2Br(1,2-二溴乙烷)
易错警示
①这是加成反应而非取代;
②溴的CCl4溶液褪色速度快、无沉淀,区别于苯与溴水的萃取分层;
③可用溴水或溴的四氯化碳溶液鉴别乙烯与甲烷。
4、钠与乙醇的反应【实验7-4】
实验目的
认识乙醇与钠的反应,理解羟基氢的活泼性。
实验步骤
在盛有少量无水乙醇的试管中加入一小块新切、吸干煤油的钠,迅速塞上带尖嘴导管的橡胶塞,收集气体验纯后点燃;将干燥小烧杯罩在火焰上,烧杯壁出现液滴后倒转,加入少量澄清石灰水,观察;与水与钠反应比较。
实验现象
钠在乙醇中缓慢产生气泡(H2),钠沉在底部、反应比水与钠缓和;点燃气体火焰淡蓝;烧杯壁出现液滴(水),澄清石灰水不变浑浊(无CO2)。
实验结论
乙醇羟基中的氢被Na置换生成H2和乙醇钠,反应比水缓和,说明乙醇羟基氢不如水分子的氢活泼。
方程式
2CH3CH2OH + 2Na → 2CH3CH2ONa + H2↑
易错警示
①钠需新切并吸干煤油,取小块;剩余钠放回原瓶;
②乙醇含水会影响与钠反应的平缓程度;
③该反应放出H2,须验纯后点燃;
④乙醇钠遇水剧烈水解。
5、乙醇的催化氧化【实验7-5】
实验目的
认识乙醇在催化剂(Cu/Ag)作用下的催化氧化生成乙醛。
实验步骤
向试管加少量乙醇;取铜丝下端绕成螺旋状,在酒精灯上灼烧使表面生成黑色CuO,立即插入乙醇中,反复几次;注意闻生成物气味,观察铜丝表面变化。
实验现象
加热的铜丝表面变黑(CuO);插入乙醇后黑色变红(Cu);反复操作后试管中液体有刺激性气味(乙醛)。
实验结论
在Cu催化、加热下,乙醇被空气中O2氧化为乙醛,Cu作催化剂(红黑交替变化)。
方程式
2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
易错警示
①铜丝要反复加热—插入几次使反应充分;
②Cu在反应中起催化作用,红黑交替是Cu⇌CuO循环;
③乙醛刺激性气味,注意闻味方式(轻扇);
④乙醇也可被酸性KMnO4/重铬酸钾氧化为乙酸。
6、乙酸乙酯的制备(酯化反应)【实验7-6】
实验目的
掌握乙酸与乙醇的酯化反应(可逆),认识浓硫酸与饱和Na2CO3的作用。
实验步骤
试管加3 mL乙醇,边振荡边慢慢加2 mL浓硫酸和2 mL乙酸,加几片碎瓷片;连接装置,小火加热,将蒸气通到饱和Na2CO3溶液液面上(约0.5 cm上方),观察;取下试管振荡、静置分层后观察上层油状液体并闻气味。
实验装置
实验现象
右侧试管内液体上层出现无色透明油状液体,有香味(乙酸乙酯);饱和Na2CO3溶液下层因吸收乙醇、中和乙酸而分层。
实验结论
乙酸与乙醇在浓硫酸催化、加热下生成乙酸乙酯和水,属可逆的酯化反应(取代反应)。
方程式
CH3COOH+HOCH2CH3CH3COOCH2CH3+H2O浓硫酸
加热
易错警示
①加入顺序:乙醇→浓硫酸→乙酸(酸入醇中,防暴沸);
②碎瓷片防暴沸;
③饱和Na2CO3作用:溶解乙醇、中和乙酸、降低乙酸乙酯溶解度便于分层;
④导管末端在液面上方(防倒吸);
⑤酯化反应是可逆的,乙酸乙酯可水解。
7、葡萄糖的特征反应(新制Cu(OH)2、银镜反应)【实验7-7】
实验目的
掌握葡萄糖的两种特征反应,用于检验醛基/葡萄糖。
实验步骤
(1)试管加2 mL 10% NaOH,滴5滴5% CuSO4得新制Cu(OH)2,再加2 mL 10%葡萄糖溶液,加热,观察;
(2)洁净试管加1 mL 2% AgNO3,逐滴加2%氨水至沉淀恰好溶解得银氨溶液,加1 mL 10%葡萄糖溶液,水浴加热,观察。
实验现象
(1)加热后产生砖红色沉淀(Cu2O);
(2)水浴加热后试管内壁形成光亮银镜。
实验结论
葡萄糖含醛基(−CHO),可被新制Cu(OH)2氧化为Cu2O(砖红),被银氨溶液氧化析出Ag(银镜),可用于检验葡萄糖/醛基。
方程式
CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
易错警示
①新制Cu(OH)2须“NaOH过量、CuSO4少量”,现配现用;
②银氨溶液须逐滴加氨水至沉淀恰好溶解,不能过量;
③银镜反应用水浴加热,不能用酒精灯直火;
④相关废液含银/铜,妥善处理。
8、淀粉的检验与水解【实验7-8】
实验目的
掌握淀粉的检验(碘)与淀粉在酸催化下的水解。
实验步骤
(1)将碘溶液滴到馒头/土豆片上,观察;
(2)试管加0.5 g淀粉和4 mL 2 mol/L H2SO4,加热;冷却后加NaOH溶液调至碱性,再加少量新制Cu(OH)2,加热,观察。
实验现象
(1)馒头/土豆遇碘变蓝;
(2)水解液加碱中和后与新制Cu(OH)2加热,产生砖红色沉淀(生成葡萄糖)。
实验结论
淀粉遇碘变蓝,可用于检验淀粉;淀粉在稀酸催化、加热下水解最终生成葡萄糖。水解液须先加碱中和酸,才能与新制Cu(OH)2反应生成Cu2O。
易错警示
①淀粉检验用碘(I2),显蓝色是特征;
②淀粉水解液呈酸性,必须先加NaOH调至碱性再加新制Cu(OH)2,否则Cu(OH)2溶于酸无法检验;
③检验水解是否完全:取少量水解液直接加碘,若仍变蓝说明未完全水解;
④蔗糖、淀粉、纤维素水解最终产物均为葡萄糖。
9、蛋白质的性质【实验7-9】
实验目的
认识蛋白质的特征反应——变性、显色(浓硝酸)、灼烧气味。
实验步骤
(1) 向鸡蛋清溶液加几滴醋酸铅,观察;
(2) (2)加几滴浓硝酸,加热,观察;
(3) (3)灼烧一小段头发和丝织品,闻气味。
实验现象
(1)产生白色沉淀(蛋白质遇重金属盐变性凝聚);
(2)蛋白质遇浓硝酸变黄(显色反应);
(3)灼烧产生烧焦羽毛的特殊气味。
实验结论
蛋白质在重金属盐、强酸、强碱、加热等作用下发生变性而凝聚;含苯环的蛋白质遇浓硝酸显黄色;蛋白质灼烧有烧焦羽毛气味。这些可用于蛋白质的检验与消毒原理。
易错警示
①重金属盐(如醋酸铅、CuSO4)使蛋白质变性,故有毒;医院用高温、紫外线、酒精消毒均基于蛋白质变性;
②浓硝酸显色反应需含苯环蛋白质;
③灼烧气味(烧焦羽毛)可鉴别毛/丝等天然蛋白纤维与合成纤维;
④波尔多液(CuSO4+石灰)杀菌也利用蛋白质变性。
10、乙醇、乙酸的主要性质(合并7-4/7-5/7-6简要)【实验活动9】
实验目的
通过实验加深对乙醇、乙酸主要性质的认识,初步了解有机物的制备方法(实验活动9;合并乙醇与钠、乙醇催化氧化、乙酸乙酯制备)。
实验步骤
乙醇性质:
①观察状态、气味;
②设计实验验证乙醇燃烧产物(CO2、H2O);
③铜丝加热—插入乙醇反复操作,闻气味、观察铜丝变化。
乙酸性质:
①观察状态、气味;
②设计实验证明乙酸有酸的通性并比较乙酸与碳酸酸性强弱(如加Na2CO3产生CO2);
③按图7-22制备乙酸乙酯,观察上层油状液体并闻气味。
实验现象
乙醇:燃烧淡蓝火焰;铜丝红黑交替,液体有刺激性(乙醛)。
乙酸:使指示剂变色、与Na2CO3反应放出CO2(酸性强于碳酸);乙酸乙酯为上层油状有香味的液体。
实验结论
乙醇含−OH,能与Na反应、催化氧化为乙醛、燃烧;乙酸含−COOH,具酸性(强于H2CO3)、与醇发生酯化反应。
方程式
2CH3CH2OH + 2Na → 2CH3CH2ONa + H2↑;
2CH3COOH + Na2CO3 → 2CH3COONa + CO2↑ + H2O;
CH3COOH+HOCH2CH3CH3COOCH2CH3+H2O浓硫酸
加热
易错警示
①证明乙酸酸性强于碳酸:乙酸与Na2CO3/NaHCO3反应放出CO2(强酸制弱酸);
②酯化用饱和Na2CO3吸收乙醇、中和乙酸、利于分层;
③铜丝催化氧化须反复操作使反应充分;
④与7-4/7-5/7-6实验原理一致,活动重在实验设计与综合应用。
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